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ゼブラフィッシュ胚体軸伸長過程において組織同士の長さを一致させる発生機構

研究課題

研究課題/領域番号 21K15101
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44020:発生生物学関連
研究機関東京工業大学 (2022-2023)
東京大学 (2021)

研究代表者

河西 通  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (80830752)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード組織伸長 / 体軸伸長 / floor plate / ゼブラフィッシュ / Floor plate / 形態形成
研究開始時の研究の概要

発生過程では、異なる複数の組織が長さを揃えながら協調して伸長する現象がみられるが、その制御機構はほとんど未解明のままである。申請者はゼブラフィッシュ胚の体軸伸長プロセスでみられるfloor plate(FP)と脊索の協調した伸長現象に着目し、その詳細なメカニズムを明らかにする。本研究では特に、経時的ライブイメージングを使ったFP細胞の動態解析および組織単離培養系を用いた摂動実験によって、組織同士の協調した伸長を可能にする発生メカニズムの一端を力学的観点から明らかにする。

研究実績の概要

組織の伸長は、胚体内の様々な部位や器官で見られる重要な発生現象である。例えば、体軸伸長によって頭尾軸方向に伸びた体幹が形成され、肢芽の伸長によって長軸方向に発達した四肢が発達する。これらの伸長する器官は単一の組織によるものではなく、一般に表皮、筋肉、骨組織など複数の組織によって構成されている。しかし、伸長する複数の組織がいかに協調して長さを揃えているのかについては、ほとんど解明されていない。申請者はゼブラフィッシュ胚の体軸伸長プロセスにおけるfloor plate(FP)と脊索の協調した伸長現象に着目し、これらの組織が協調して伸長するメカニズムを明らかにする。
本年度は、中軸組織が互いに後端部において接着しているという観察事実をもとに、この構造が複数組織の協調した伸長現象にどのように寄与するかについて、共同研究者の協力のもと2次元バーテックスモデルを用いてシミュレーション解析を行った。その結果、組織間の伸長速度の違いを本機構が調整しうること(fine-tuning)を見出した。
また、FPおよび脊索を含む中軸組織がいつどのように分化するのかについて遺伝子発現レベルでの詳細な追跡を行うため、FPと脊索が蛍光標識されたトランスジェニック系統を用いて、原腸形成期および体節形成期においてFPおよび脊索細胞またはその前駆細胞をFACSを用いて分画した。分取した細胞それぞれからRNA遺伝子発現プロファイルを取得することができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

論文投稿が遅れている。

今後の研究の推進方策

本研究で見出した細胞動態およびそれを用いた伸長機構について、論文にまとめる。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Visualization of Actin Cytoskeleton in Cellular Protrusions in Medaka Embryos2023

    • 著者名/発表者名
      Kawanishi Toru、Heilig Ann、Shimada Atsuko、Takeda Hiroyuki
    • 雑誌名

      BIO-PROTOCOL

      巻: 13 号: 13

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.4710

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of an adverse outcome pathway (AOP) for chemical-induced craniofacial anomalies using the transgenic zebrafish model2023

    • 著者名/発表者名
      Liu Shujie、Kawanishi Toru、Shimada Atsuko、Ikeda Naohiro、Yamane Masayuki、Takeda Hiroyuki、Tasaki Junichi
    • 雑誌名

      Toxicological Sciences

      巻: 196 号: 1 ページ: 38-51

    • DOI

      10.1093/toxsci/kfad078

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanically sensitive HSF1 is a key regulator of left-right symmetry breaking in zebrafish embryos2023

    • 著者名/発表者名
      Du Jing、Li Shu-Kai、Guan Liu-Yuan、Guo Zheng、Yin Jiang-Fan、Gao Li、Kawanishi Toru、Shimada Atsuko、Zhang Qiu-Ping、Zheng Li-Sha、Liu Yi-Yao、Feng Xi-Qiao、Zhao Lin、Chen Dong-Yan、Takeda Hiroyuki、Fan Yu-Bo
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 号: 10 ページ: 107864-107864

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.107864

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Heterochronic development of pelvic fins in zebrafish: possible involvement of temporal regulation of pitx1 expression2023

    • 著者名/発表者名
      Pratiwi Hilda Mardiana、Hirasawa Masahiro、Kato Kohki、Munakata Keijiro、Ueda Shogo、Moriyama Yuuta、Yu Reiko、Kawanishi Toru、Tanaka Mikiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 11

    • DOI

      10.3389/fcell.2023.1170691

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Visualizing dynamics of extracellular matrix fibronectin during whole somite rotation and muscle formation in zebrafish embryos2023

    • 著者名/発表者名
      Toru Kawanishi, Daisuke Sato, Ryosei Koga, Hiroyuki Takeda
    • 学会等名
      The 29th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic translocation of extracellular matrix fibronectin during whole-somite rotation and muscle formation in zebrafish2023

    • 著者名/発表者名
      Toru Kawanishi, Daisuke Sato, Ryosei Koga, Hiroyuki Takeda
    • 学会等名
      56th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic translocation of extracellular matrix fibronectin duringwhole-somite rotation and muscle formation in zebrafish2023

    • 著者名/発表者名
      Toru Kawanishi, Daisuke Sato, Ryosei Koga, Hiroyuki Takeda
    • 学会等名
      4th GfE-JSDB young scientist exchange meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Collective cell migration drives tissue elongation during coordinate growth of midline tissues2022

    • 著者名/発表者名
      Toru Kawanishi, Takamichi Sushida, Tony Y.-C. Tsai, Hiroyuki Takeda, Sean G. Megason
    • 学会等名
      55th Annual Meeting of the Japanese Society for Developmental Biologists
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A role of collective cell migration in tissue elongation during coordinated growth of zebrafish midline tissues2022

    • 著者名/発表者名
      Toru Kawanishi, Takamichi Sushida, Tony Y.-C. Tsai, Hiroyuki Takeda, Sean G. Megason
    • 学会等名
      28th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A role of collective cell migration in tissue elongation during coordinated growth of zebrafish midline tissues2022

    • 著者名/発表者名
      Toru Kawanishi, Takamichi Sushida, Tony Y.-C. Tsai, Hiroyuki Takeda, Sean G. Megason
    • 学会等名
      19th International Congress of Developmental Biology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ体軸伸長過程における正中軸組織の協調した伸長2021

    • 著者名/発表者名
      Toru Kawanishi, Takamichi Sushida, Hiroyuki Takeda, Sean Megason
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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